JP2722621B2 - Unit injector - Google Patents

Unit injector

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JP2722621B2
JP2722621B2 JP1052131A JP5213189A JP2722621B2 JP 2722621 B2 JP2722621 B2 JP 2722621B2 JP 1052131 A JP1052131 A JP 1052131A JP 5213189 A JP5213189 A JP 5213189A JP 2722621 B2 JP2722621 B2 JP 2722621B2
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fuel
pressure
chamber
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overflow
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岳志 ▲高▼橋
崇 山本
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はユニットインジェクタに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a unit injector.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ユニットインジェクタは通常、機関により駆動される
プランジャと、燃料で満たされかつプランジャにより加
圧される燃料加圧室と、燃料加圧室内の燃料圧に応動し
てこの燃料圧が予め定められた圧力を越えたときに開弁
するニードルと、燃料加圧室内の燃料を溢流させる燃料
溢流通路と、アクチュエータによって駆動されかつ燃料
溢流通路内に配置された溢流弁とを具備し、溢流弁が閉
弁せしめられたときに燃料噴射が行われる。
The unit injector is usually a plunger driven by an engine, a fuel pressurized chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and a fuel pressure in response to the fuel pressure in the fuel pressurized chamber. A needle that opens when the pressure exceeds the pressure, a fuel overflow passage that overflows fuel in the fuel pressurization chamber, and an overflow valve that is driven by the actuator and disposed in the fuel overflow passage. Fuel injection is performed when the flow valve is closed.

ところでこのようなユニットインジェクタでは通常ニ
ードルはばね力により閉弁状態に保持され、ニードルの
外周面上に形成された円錐状のニードル受圧面に高圧の
燃料圧を作用させることによりニードルを持ち上げて燃
料噴射が行われる。次いで溢流弁が開弁して燃料加圧室
内の燃料圧が急激に低下せしめられるとそれと同時にニ
ードル受圧面に作用する燃料圧も急激に低下するのでニ
ードルがばね力により閉弁方向に移動してノズル口を閉
鎖せしめる。ところがこのように燃料加圧室内の燃料圧
が急激に低下せしめられるとニードル受圧面からノズル
口間のニードル周りに充填されていた高圧の燃料全体が
燃料加圧室に向けて移動し、その結果ノズル口近くのニ
ードル周りの圧力が一時的にかなり低い圧力、例えば大
気圧以下に低下してしまう。ところがこのようにノズル
口近くのニードル周りの圧力がかなり低い圧力となると
ノズル口近くのニードル周りには多数の微少な気泡が発
生する。従って次にニードルが開弁せしめられたときに
は最初にこれらの気泡を含んだ燃料が噴出せしめられる
ために燃料噴射率の立上りが悪くなるという問題を生ず
る。
By the way, in such a unit injector, the needle is usually kept in a closed state by a spring force, and the needle is lifted by applying a high fuel pressure to a conical needle pressure receiving surface formed on the outer peripheral surface of the needle to raise the fuel. An injection is performed. Next, when the overflow valve is opened and the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber is rapidly decreased, the fuel pressure acting on the needle pressure receiving surface is also rapidly decreased at the same time, so that the needle moves in the valve closing direction by the spring force. To close the nozzle opening. However, when the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber is suddenly reduced in this way, the entire high-pressure fuel filled around the needle between the nozzle orifice from the needle pressure receiving surface moves toward the fuel pressurizing chamber, and as a result, The pressure around the needle near the nozzle opening temporarily drops to a much lower pressure, for example, below atmospheric pressure. However, when the pressure around the needle near the nozzle opening becomes a considerably low pressure as described above, many small bubbles are generated around the needle near the nozzle opening. Therefore, when the needle is opened next time, the fuel containing these bubbles is ejected first, which causes a problem that the rising of the fuel injection rate is deteriorated.

また、ニードルはそれ自身の慣性によりおよび周囲と
の摩擦によって応答性がさほどよくなく、従ってニード
ル受圧面に作用する燃料圧が急激に低下してもニードル
がノズル口をただちに閉弁せず、暫らくしてからニード
ルがノズル口を閉弁する。従ってニードル受圧面に作用
する燃料圧が急激に低下して燃焼室内の圧力よりも低く
なるとニードルが閉弁するまでの間に燃焼室内の燃焼ガ
スがノズル口を介してニードル周りに流入するという問
題を生ずる。
In addition, the response of the needle is not so good due to its own inertia and friction with the surroundings. Therefore, even if the fuel pressure acting on the needle pressure receiving surface drops rapidly, the needle does not close the nozzle port immediately, and After a while, the needle closes the nozzle port. Therefore, if the fuel pressure acting on the needle pressure receiving surface drops rapidly and becomes lower than the pressure in the combustion chamber, the combustion gas in the combustion chamber flows around the needle through the nozzle port before the needle closes. Is generated.

このような問題を回避するためには燃料噴射を停止す
べく溢流弁が開弁せしめられたときに燃料の溢流作用を
抑制して燃料加圧室内の燃料圧が低下するのを抑制すれ
ばよいことになる。そこで溢流制御弁の閉弁時に燃料加
圧室内の燃料圧が溢流弁の開弁方向に作用するように
し、溢流弁をばねによって常時閉弁方向に付勢するよう
にしたユニットインジェクタが公知である(実開昭61−
187965号公報参照)。このユニットインジェクタでは溢
流弁を付勢するばねのばね力によって燃料加圧室内の燃
料が一定圧以上に保持される。その結果、ニードル周り
の燃料圧がさほど低下しなくなるためにニードル周りに
多数の微少な気泡が発生するのが阻止され、燃焼室内の
燃焼ガスがニードル周りに流入するのが阻止される。
In order to avoid such a problem, when the overflow valve is opened in order to stop the fuel injection, the overflow action of the fuel is suppressed to suppress the decrease in the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber. It will be good. Therefore, when the overflow control valve is closed, the unit pressure in which the fuel pressure in the fuel pressurized chamber acts in the valve opening direction of the overflow valve and the overflow valve is always urged in the valve closing direction by a spring. It is publicly known.
187965). In this unit injector, the fuel in the fuel pressurization chamber is maintained at a certain pressure or higher by the spring force of a spring that biases the overflow valve. As a result, since the fuel pressure around the needle does not decrease so much, generation of many small bubbles around the needle is prevented, and combustion gas in the combustion chamber is prevented from flowing around the needle.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながらこのユニットインジェクタでは溢流弁を
付勢するばねのばね力を外部から調節することができ
ず、斯くしてユニットインジェクタが組立てられた後に
溢流弁の開弁圧を正規の開弁圧に正確に調節することが
できないという問題がある。
However, in this unit injector, the spring force of the spring for biasing the overflow valve cannot be adjusted from the outside, and thus, after the unit injector is assembled, the opening pressure of the overflow valve is reduced to the normal opening pressure. There is a problem that it cannot be adjusted accurately.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記問題点を解決するために本発明によれば、機関に
より駆動されるプランジャと、燃料で満たされかつプラ
ンジャにより加圧される燃料加圧室と、燃料加圧室内の
燃料圧に応動して燃料圧が予め定められた圧力を越えた
ときに開弁するニードルと、燃料加圧室内の燃料を溢流
させる燃料溢流通路と、アクチュエータによって駆動さ
れかつ燃料溢流通路内に配置された溢流弁とを具備し、
溢流弁が閉弁しているときには燃料加圧室内の燃料圧が
溢流弁を開弁させる方向に作用しており、溢流弁がアク
チュエータにより閉弁状態に保持されているときに燃料
噴射が行われるユニットインジェクタにおいて、溢流弁
をばねによって常時閉弁方向に付勢するようにし、ユニ
ットインジェクタハウジングの外部からこのばねのばね
力を調節可能なばね力調節ねじをユニットインジェクタ
ハウジングに取付けている。
According to the present invention, in order to solve the above problems, a plunger driven by an engine, a fuel pressurized chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and responsive to fuel pressure in the fuel pressurized chamber are provided. A needle that opens when the fuel pressure exceeds a predetermined pressure, a fuel overflow passage that overflows fuel in the fuel pressurization chamber, and an overflow that is driven by an actuator and disposed in the fuel overflow passage. And a flow valve,
When the overflow valve is closed, the fuel pressure in the fuel pressurization chamber acts in a direction to open the overflow valve, and when the overflow valve is held closed by the actuator, the fuel is injected. Is performed, the overflow valve is normally biased in the valve closing direction by a spring, and a spring force adjusting screw capable of adjusting the spring force of the spring from the outside of the unit injector housing is attached to the unit injector housing. I have.

〔作用〕[Action]

燃料噴射を停止すべくアクチュエータによる溢流弁の
閉弁保持作用が解除されると溢流弁が開弁し、燃料加圧
室内の燃料圧が低下する。燃料加圧室内の燃料圧が低下
するとばね力によって溢流弁が閉弁せしめられ、燃料加
圧室内の燃料圧はこのばね力に定まる一定圧以上に保持
される。
When the closing action of the overflow valve by the actuator to stop the fuel injection is released, the overflow valve opens, and the fuel pressure in the fuel pressurization chamber decreases. When the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber decreases, the overflow valve is closed by the spring force, and the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber is maintained at a certain pressure determined by the spring force.

〔実施例〕〔Example〕

第1図、第2図、第4図および第5図を参照すると、
1はユニットインジェクタのハウジング本体、2はその
先端部にノズル口3を形成したノズル、4はスペーサ、
5はスリーブ、6はこれらノズル2、スペーサ4、スリ
ーブ5をハウジング本体1に固締するためのノズルホル
ダを夫々示す。ノズル2内にはノズル口3の開閉制御を
行うニードル7が摺動可能に挿入され、ニードル7の頂
部は加圧ピン8を介してスプリングリテーナ9に連結さ
れる。このスプリングリテーナ9は圧縮ばね10により常
時下方に向けて押圧され、この押圧力は加圧ピン8を介
してニードル7に伝えられる。従ってニードル7は圧縮
ばね10によって常時閉弁方向に付勢されることになる。
Referring to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 and FIG.
1 is a housing body of the unit injector, 2 is a nozzle having a nozzle port 3 formed at the tip thereof, 4 is a spacer,
Reference numeral 5 denotes a sleeve, and reference numeral 6 denotes a nozzle holder for fastening the nozzle 2, the spacer 4, and the sleeve 5 to the housing body 1, respectively. A needle 7 for controlling opening and closing of the nozzle port 3 is slidably inserted into the nozzle 2, and the top of the needle 7 is connected to a spring retainer 9 via a pressure pin 8. The spring retainer 9 is constantly pressed downward by the compression spring 10, and this pressing force is transmitted to the needle 7 via the pressing pin 8. Therefore, the needle 7 is normally urged by the compression spring 10 in the valve closing direction.

一方、ハウジング本体1内にはニードル7と共軸的に
プランジャ孔11が形成され、このプランジャ孔11内にプ
ランジャ12が摺動可能に挿入される。プランジャ12の上
端部はタペット13に連結され、このタペット13は圧縮ば
ね14により常時上方に向けて付勢される。このタペット
13は機関駆動のカム(図示せず)により上下動せしめら
れ、それによってプランジャ12がプランジャ孔11内にお
いて上下動せしめられる。一方、プランジャ12下方のプ
ランジャ孔11内にはプランジャ12の下端部12aによって
画定された燃料加圧室15が形成される。この燃料加圧室
15は棒状フィルタ16および燃料通路17(第5図)を介し
てニードル加圧室18に連結され、このニードル加圧室18
はニードル7周りの環状燃料通路19を介してノズル口3
に連結される。また、プランジャ孔11の内壁面上には第
4図に示すようにプランジャ12が上方位置にあるときに
燃料加圧室15内に開口する燃料供給ポート20が形成さ
れ、この燃料供給ポート20から燃料加圧室15内に2〜3k
g/cm2程度のフィード圧の燃料が供給される。この燃料
供給ポート20は燃料供給ポート20から直角方向に延びる
燃料排出通路20aおよび開弁圧が2〜3kg/cm2程度のリリ
ーフ弁(図示せず)を介して例えば燃料タンク(図示せ
ず)に接続される。また、第4図に示されるようにプラ
ンジャ孔11に対して燃料供給ポート20と反対側には燃料
供給ポート20の穿設作業上必然的に形成される燃料ポー
ト21が形成され、この燃料ポート21の外端部は盲栓22に
よって閉鎖される。この燃料ポート21は燃料供給ポート
20と共軸的に延びてプランジャ孔11内に開口する。プラ
ンジャ孔11の内壁面上には燃料供給ポート20から燃料ポ
ート21に向けて延びる円周溝23が形成される。従ってプ
ランジャ12が下降してプランジャ12が燃料供給ポート20
および燃料ポート21を閉鎖したときに燃料供給ポート20
と燃料ポート21とは円周溝23を介して互いに連通せしめ
られ、従って燃料ポート21内の燃料圧は燃料供給ポート
20内と同じフィード圧に維持される。一方、プランジャ
下端面12aよりもわずかばかり上方のプランジャ12の外
周面上には円周溝26が形成され、この円周溝26はプラン
ジャ12内に穿設された燃料逃し孔27を介して燃料加圧室
15内に連通せしめられる。
On the other hand, a plunger hole 11 is formed coaxially with the needle 7 in the housing body 1, and a plunger 12 is slidably inserted into the plunger hole 11. The upper end of the plunger 12 is connected to a tappet 13, which is constantly urged upward by a compression spring 14. This tappet
13 is moved up and down by a cam (not shown) driven by the engine, whereby the plunger 12 is moved up and down in the plunger hole 11. On the other hand, a fuel pressurizing chamber 15 defined by a lower end portion 12a of the plunger 12 is formed in the plunger hole 11 below the plunger 12. This fuel pressurization chamber
Numeral 15 is connected to a needle pressurizing chamber 18 through a rod-shaped filter 16 and a fuel passage 17 (FIG. 5).
Is the nozzle port 3 through the annular fuel passage 19 around the needle 7
Linked to On the inner wall surface of the plunger hole 11, there is formed a fuel supply port 20 which opens into the fuel pressurizing chamber 15 when the plunger 12 is at the upper position, as shown in FIG. 2-3k in fuel pressurization chamber 15
Fuel at a feed pressure of about g / cm 2 is supplied. The fuel supply port 20 is, for example, a fuel tank (not shown) via a fuel discharge passage 20a extending in a direction perpendicular to the fuel supply port 20 and a relief valve (not shown) having a valve opening pressure of about 2 to 3 kg / cm 2. Connected to. Further, as shown in FIG. 4, a fuel port 21 which is inevitably formed for drilling the fuel supply port 20 is formed on the side opposite to the fuel supply port 20 with respect to the plunger hole 11. The outer end of 21 is closed by blind plug 22. This fuel port 21 is a fuel supply port
It extends coaxially with 20 and opens into the plunger hole 11. A circumferential groove 23 extending from the fuel supply port 20 to the fuel port 21 is formed on the inner wall surface of the plunger hole 11. Therefore, the plunger 12 is lowered and the plunger 12 is moved to the fuel supply port 20.
And the fuel supply port 20 when the fuel port 21 is closed
And the fuel port 21 are communicated with each other through a circumferential groove 23, so that the fuel pressure in the fuel port 21 is
The same feed pressure as in 20 is maintained. On the other hand, a circumferential groove 26 is formed on the outer peripheral surface of the plunger 12 slightly above the lower end surface 12a of the plunger, and the circumferential groove 26 is provided with a fuel through a fuel release hole 27 formed in the plunger 12. Pressurizing chamber
It is made to communicate within 15.

一方、ハウジング本体1内にはプランジャ孔11内の側
方近傍において横方向に延びる摺動孔30が形成される。
従ってこの摺動孔30はその軸線がプランジャ12とニード
ル7の共通軸線にほぼ直交する直線に対し間隔を隔てて
平行をなすように形成される。この摺動孔30内には溢流
弁31が摺動可能に挿入される。第1図および第2図に示
されるように摺動孔30は互いに共軸的に配置された小径
孔32と大径孔33からなり、これら小径孔32と大径孔33の
間には段部34が形成される。一方、小径孔32に関して大
径孔33と反対側のハウジング本体1内には小径孔32と共
軸的に円錐孔35が形成され、この円錐孔35内には円錐状
外周面を有する弁シート部材36が嵌着される。この弁シ
ート部材36はハウジング本体1に螺着されたナット37に
よって円錐孔35内に固定される。小径孔32に対面した弁
シート部材36の端面38上には凹溝39が形成され、凹溝39
の内周面上にはほぼ円錐状をなす弁シート部40が形成さ
れる。一方、溢流弁31の一端部は凹溝39に突出し、この
溢流弁31の一端部の外周部41が円錐状弁シート部40上に
着座する。
On the other hand, a sliding hole 30 extending in the lateral direction is formed in the housing body 1 near the side in the plunger hole 11.
Accordingly, the sliding hole 30 is formed such that its axis is parallel to the straight line substantially perpendicular to the common axis of the plunger 12 and the needle 7 with a space therebetween. An overflow valve 31 is slidably inserted into the sliding hole 30. As shown in FIGS. 1 and 2, the sliding hole 30 is composed of a small-diameter hole 32 and a large-diameter hole 33 coaxially arranged with each other. A part 34 is formed. On the other hand, a conical hole 35 is formed coaxially with the small-diameter hole 32 in the housing body 1 on the side opposite to the large-diameter hole 33 with respect to the small-diameter hole 32, and a valve seat having a conical outer peripheral surface is formed in the conical hole 35. The member 36 is fitted. The valve seat member 36 is fixed in the conical hole 35 by a nut 37 screwed to the housing body 1. A groove 39 is formed on the end surface 38 of the valve seat member 36 facing the small diameter hole 32, and the groove 39
A substantially conical valve seat portion 40 is formed on the inner peripheral surface of the valve seat. On the other hand, one end of the overflow valve 31 projects into the concave groove 39, and an outer peripheral portion 41 of one end of the overflow valve 31 is seated on the conical valve seat portion 40.

溢流弁31が弁シート部材36上に着座したときに溢流弁
31の外周面と凹溝39の内壁面とハウジング本体1間には
環状の加圧燃料導入室42が形成され、溢流弁31の先端面
と凹溝39の内周面間には第1の燃料溢流室43が形成され
る。一方、摺動孔30の大径孔33内には第2の燃料溢流室
44が形成され、第1燃料溢流室43と第2燃料溢流室44と
は溢流弁31内に形成された燃料通路を45を介して互いに
連通せしめられる。この第2燃料溢流室44は第8図に示
すように燃料排出通路47を介して例えば燃料タンク(図
示せず)に連結される。また、第1燃料溢流室43は燃料
通路25を介して圧縮ばね10を収容するニードル背圧室24
に連結される。
When the overflow valve 31 is seated on the valve seat member 36, the overflow valve
An annular pressurized fuel introduction chamber 42 is formed between the outer peripheral surface of the groove 31, the inner wall surface of the concave groove 39, and the housing body 1. A fuel overflow chamber 43 is formed. On the other hand, in the large diameter hole 33 of the sliding hole 30, the second fuel overflow chamber is provided.
A first fuel overflow chamber 43 and a second fuel overflow chamber 44 are communicated with each other through a fuel passage formed in the overflow valve 31 via 45. The second fuel overflow chamber 44 is connected to, for example, a fuel tank (not shown) via a fuel discharge passage 47 as shown in FIG. Further, the first fuel overflow chamber 43 is connected to the needle back pressure chamber 24 that accommodates the compression spring 10 through the fuel passage 25.
Linked to

第5図に示されるようにハウジング本体1内には燃料
通路17から上方に延びて常時加圧燃料導入室42に開口す
る燃料溢流路49が形成される。この燃料溢流路49は常時
燃料加圧室15に連通しており、従って加圧燃料導入室42
は常時燃料加圧室15に連通している。
As shown in FIG. 5, a fuel overflow channel 49 extending upward from the fuel passage 17 and always opening to the pressurized fuel introduction chamber 42 is formed in the housing body 1. The fuel overflow channel 49 is always in communication with the fuel pressurizing chamber 15, and therefore, the pressurized fuel introducing chamber 42
Is always in communication with the fuel pressurization chamber 15.

一方、図3に示されるように溢流弁31の先端部は円錐
頂角の異なる2段の円錐面41a,41bから形成されてお
り、これら円錐面41a,41bの境界部41cが弁シート部40と
線接触する。従って加圧燃料導入室42内の燃料圧が円錐
面41aに作用し、溢流弁31は加圧燃料導入室42の燃料圧
によって開弁方向に付勢されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the tip of the overflow valve 31 is formed of two conical surfaces 41a and 41b having different cone apex angles, and a boundary 41c between these conical surfaces 41a and 41b is formed by a valve seat portion. Line contact with 40. Therefore, the fuel pressure in the pressurized fuel introduction chamber 42 acts on the conical surface 41a, and the overflow valve 31 is urged in the valve opening direction by the fuel pressure in the pressurized fuel introduction chamber 42.

第1図および第2図に示されるように摺動孔30の大径
孔33の外端部にはロッド50を案内支持するロッドガイド
51が嵌着され、このロッドガイド51はその内部にロッド
孔52を具備する。ロッド50はロッド孔52内に摺動可能に
挿入された中空円筒状の小径部53と、大径孔33内に位置
する大径部54とを有する。ロッドガイド51内にはロッド
50の小径部53内に突出する調節ねじ28aが螺着され、ロ
ッド50と調節ねじ28a間にはロッド50と共に溢流弁31を
弁シート部40に向けて常時付勢する、即ち溢流弁31を常
時閉弁方向に付勢する圧縮ばね28が挿入される。調節ね
じ28aの頭部は外部に露呈しており、従ってこの調節ね
じ28aにより外部から圧縮ばね28のばね力を調節するこ
とができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a rod guide for guiding and supporting a rod 50 is provided at the outer end of the large diameter hole 33 of the slide hole 30.
The rod guide 51 has a rod hole 52 therein. The rod 50 has a hollow cylindrical small-diameter portion 53 slidably inserted into a rod hole 52, and a large-diameter portion 54 located in the large-diameter hole 33. Rod inside rod guide 51
An adjusting screw 28a protruding into the small diameter portion 53 of 50 is screwed, and between the rod 50 and the adjusting screw 28a, the overflow valve 31 is always urged together with the rod 50 toward the valve seat portion 40, i.e., the overflow valve A compression spring 28 for urging the valve 31 in the valve closing direction is inserted. The head of the adjusting screw 28a is exposed to the outside, so that the spring force of the compression spring 28 can be adjusted from the outside by the adjusting screw 28a.

大径部54と反対側のロッド50の端部には小径部53の端
面により画定された圧力制御室55が形成される。この圧
力制御室55の上方にはアクチュエータ60が配置される。
第1図および第2図に示されるようにロッド50は中空円
筒状をなしており、従ってロッド50の質量はかなり小さ
くなる。
A pressure control chamber 55 defined by the end surface of the small diameter portion 53 is formed at the end of the rod 50 opposite to the large diameter portion 54. An actuator 60 is disposed above the pressure control chamber 55.
As shown in FIGS. 1 and 2, the rod 50 has a hollow cylindrical shape, so that the mass of the rod 50 is considerably reduced.

第1図および第6図に示されるようにアクチュエータ
60はハウジング本体1と一体形成されかつその内部にピ
ストン孔61を形成したアクチュエータハウジング62と、
ピストン孔61内に摺動可能に挿入されたピストン63と、
アクチュエータハウジング62の頂部を覆う端板64と、端
板64をアクチュエータハウジング62の頂部に固定するた
めの端板ホルダ65と、端板64の上端部を覆う合成樹脂製
キャップ66とを具備する。ピストン63と端板64間には多
数の圧電素子板を積層したピエゾ圧電素子67が挿入さ
れ、ピストン63下方のピストン孔61内にはピストン63の
下端面によって画定された可変容積室68が形成される。
この可変容積室68は燃料通路69を介して圧力制御室55に
連通する。ピストン63とアクチュエータハウジング62間
には環状の冷却室70が形成され、この冷却室70内にはピ
ストン63を常時上方に向けて付勢する圧縮ばね71が挿入
される。ピエゾ圧電素子67に電荷をチャージするとピエ
ゾ圧電素子67は軸方向に伸長し、その結果可変容積室68
の容積が減少する。一方、ピエゾ圧電素子67にチャージ
された電荷をディスチャージするとピエゾ圧電素子67は
軸方向に収縮し、その結果可変容積室68の容積が増大す
る。
Actuator as shown in FIGS. 1 and 6
An actuator housing 62 integrally formed with the housing body 1 and having a piston hole 61 formed therein,
A piston 63 slidably inserted into the piston hole 61,
An end plate 64 for covering the top of the actuator housing 62, an end plate holder 65 for fixing the end plate 64 to the top of the actuator housing 62, and a synthetic resin cap 66 for covering the upper end of the end plate 64 are provided. A piezo-electric element 67 in which a number of piezoelectric element plates are stacked is inserted between the piston 63 and the end plate 64, and a variable volume chamber 68 defined by the lower end surface of the piston 63 is formed in the piston hole 61 below the piston 63. Is done.
The variable volume chamber 68 communicates with the pressure control chamber 55 via the fuel passage 69. An annular cooling chamber 70 is formed between the piston 63 and the actuator housing 62, and a compression spring 71 that constantly urges the piston 63 upward is inserted into the cooling chamber 70. When charge is applied to the piezoelectric element 67, the piezoelectric element 67 expands in the axial direction, and as a result, the variable volume chamber 68
Volume is reduced. On the other hand, when the electric charge charged in the piezoelectric element 67 is discharged, the piezoelectric element 67 contracts in the axial direction, and as a result, the volume of the variable volume chamber 68 increases.

第6図に示されるようにハウジング本体1には逆止弁
72が挿入される。この逆止弁72は弁ポート73の開閉制御
をとるボール74と、ボール74のリフト量を規制するロッ
ド75と、ボール74およびロッド75を常時下方に向けて押
圧する圧縮ばね76とを具備し、従って弁ポート73は通常
ボール74によって閉鎖される。逆止弁72の弁ポート73は
燃料流入通路77を介して例えば低圧燃料ポンプ(図示せ
ず)に連結され、2〜3kg/cm2の低圧の燃料が燃料流入
通路77から供給される。逆止弁72は可変容積室68に向け
てのみ流通可能であり、従って可変容積室68内の燃料圧
が2〜3kg/cm2よりも低下すると燃料が逆止弁72を介し
て可変容積室68内に補給される。従って可変容積室68内
は常時燃料によって満たされている。一方、第6図に示
されるように冷却室70の下端部は燃料流入通路78を介し
て例えば低圧燃料ポンプ(図示せず)に連結され、2〜
3kg/cm2の低圧の燃料が燃料流入通路78から冷却室70内
に供給される。この燃料によってピエゾ圧電素子67が冷
却される。また、第4図に示されるように冷却室70の下
端部は燃料流出通路79を介して燃料供給ポート20に連結
され、この燃料供給ポート20内に冷却室70から燃料供給
ポート20に向けてのみ流通可能な逆止弁80が配置され
る。この逆止弁80は弁ポート81の開閉制御をするボール
82と、ボール82のリフト量を規制するロッド83と、ボー
ル82およびロッド83を常時上方に向けて押圧する圧縮ば
ね84からなる。冷却室70内の燃料はピエゾ圧電素子67を
冷却した後、燃料流出通路79を介して燃料供給ポート20
に供給される。
As shown in FIG. 6, the housing body 1 has a check valve.
72 is inserted. The check valve 72 includes a ball 74 for controlling the opening and closing of the valve port 73, a rod 75 for regulating the lift of the ball 74, and a compression spring 76 for constantly pressing the ball 74 and the rod 75 downward. Thus, valve port 73 is normally closed by ball 74. The valve port 73 of the check valve 72 is connected to, for example, a low-pressure fuel pump (not shown) through a fuel inflow passage 77, and low-pressure fuel of 2 to 3 kg / cm 2 is supplied from the fuel inflow passage 77. The check valve 72 can only flow toward the variable volume chamber 68, so that when the fuel pressure in the variable volume chamber 68 falls below 2-3 kg / cm 2 , the fuel is Replenished within 68. Therefore, the inside of the variable volume chamber 68 is always filled with the fuel. On the other hand, as shown in FIG. 6, the lower end of the cooling chamber 70 is connected to a low-pressure fuel pump (not shown) through a fuel inflow passage 78, for example.
Low-pressure fuel of 3 kg / cm 2 is supplied from the fuel inflow passage 78 into the cooling chamber 70. The piezo element 67 is cooled by this fuel. As shown in FIG. 4, the lower end of the cooling chamber 70 is connected to the fuel supply port 20 through a fuel outflow passage 79. A check valve 80 that can only flow is arranged. This check valve 80 is a ball that controls the opening and closing of the valve port 81.
82, a rod 83 for regulating the lift of the ball 82, and a compression spring 84 for constantly pressing the ball 82 and the rod 83 upward. After the fuel in the cooling chamber 70 cools the piezoelectric element 67, the fuel is supplied to the fuel supply port 20 through the fuel outflow passage 79.
Supplied to

前述したように燃料は燃料流入通路78を介して冷却室
70内に供給され、次いでこの燃料はピエゾ圧電素子67を
冷却した後、燃料流出通路79および逆止弁80を介して燃
料供給ポート20内に供給される。第4図に示すようにプ
ランジャ12が上方位置にあるときには燃料供給ポート20
から燃料加圧室15内に燃料が供給され、従ってこのとき
には燃料加圧室15内および加圧燃料導入室42内は2〜3k
g/cm2程度の低圧になっている。また、このときピエゾ
圧電素子67は最大収縮位置にあり、このとき可変容積室
68および圧力制御室55内の燃料圧も2〜3kg/cm2程度の
低圧になっている。
As described above, the fuel flows into the cooling chamber through the fuel inflow passage 78.
The fuel is supplied into the fuel supply port 20 through the fuel outflow passage 79 and the check valve 80 after cooling the piezoelectric element 67. When the plunger 12 is in the upper position as shown in FIG.
The fuel is supplied into the fuel pressurizing chamber 15 from the fuel pressurizing chamber 15, and at this time, the inside of the fuel pressurizing chamber 15 and the
The pressure is as low as g / cm 2 . At this time, the piezoelectric element 67 is in the maximum contraction position, and
The fuel pressure in the pressure control chamber 68 and the pressure in the pressure control chamber 55 is also as low as about 2 to 3 kg / cm 2 .

更に、このとき溢流弁31は圧縮ばね28のばね力によっ
て弁シート部40上に付勢されている、即ち溢流弁31は閉
弁している。
Further, at this time, the overflow valve 31 is biased on the valve seat portion 40 by the spring force of the compression spring 28, that is, the overflow valve 31 is closed.

次いでプランジャ12が下降すると燃料供給ポート20お
よび燃料ポート21がプランジャ12によって閉鎖されるの
で燃料加圧室15内および加圧燃料導入室42内の燃料圧が
上昇を開始する。次いでプランジャ12が更に下降し、加
圧燃料導入室42内の燃料圧が高くなると溢流弁31が開弁
し、燃料が溢流せしめられる。このとき加圧燃料導入室
42内の燃料圧、即ち燃料加圧室15内の燃料圧は圧縮ばね
28により定まる溢流弁31の開弁圧に維持される。なお、
この溢流弁31の開弁圧は燃焼室(図示せず)内の圧力よ
りも高く設定されている。
Next, when the plunger 12 is lowered, the fuel supply port 20 and the fuel port 21 are closed by the plunger 12, so that the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 and the pressurized fuel introducing chamber 42 starts to increase. Next, the plunger 12 further descends, and when the fuel pressure in the pressurized fuel introduction chamber 42 increases, the overflow valve 31 opens, causing the fuel to overflow. At this time, pressurized fuel introduction chamber
The fuel pressure in 42, that is, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15, is a compression spring.
The opening pressure of the overflow valve 31 determined by 28 is maintained. In addition,
The valve opening pressure of the overflow valve 31 is set higher than the pressure in a combustion chamber (not shown).

次いで燃料噴射を開始すべくピエゾ圧電素子67に電荷
がチャージされるとピエゾ圧電素子67は軸線方向に伸長
し、その結果ピストン63が下降するために可変容積室68
および圧力制御室55内の燃料圧が急激に上昇する。圧力
制御室55内の燃料圧が上昇するとロッド50が第1図およ
び第2図において左方に移動するためにそれに伴って溢
流弁31も左方に移動し、溢流弁31の端部が弁シート部40
に当接して溢流弁31が閉弁せしめられる。溢流弁31が閉
弁すると燃料加圧室15内の燃料圧はプランジャ12の下降
運動により急激に上昇し、燃料加圧室15内の燃料圧が予
め定められた圧力、例えば1500kg/cm2以上の一定圧を越
えるとニードル7が開弁してノズル口3から燃料が噴射
される。
Next, when electric charge is charged in the piezoelectric element 67 to start fuel injection, the piezoelectric element 67 extends in the axial direction, and as a result, the piston 63 descends, so that the variable volume chamber 68
And the fuel pressure in the pressure control chamber 55 sharply rises. When the fuel pressure in the pressure control chamber 55 rises, the rod 50 moves to the left in FIGS. 1 and 2, and accordingly the overflow valve 31 also moves to the left. Is the valve seat part 40
And the overflow valve 31 is closed. When the overflow valve 31 is closed, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 rapidly rises due to the downward movement of the plunger 12, and the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 becomes a predetermined pressure, for example, 1500 kg / cm 2. When the pressure exceeds the predetermined pressure, the needle 7 opens and fuel is injected from the nozzle port 3.

次いで燃料噴射を停止すべくピエゾ圧電素子67にチャ
ージされた電荷がディスチャージされるピエゾ圧電素子
67が収縮する。その結果、ピストン63が圧縮ばね71のば
ね力により上昇せしめられるために可変容積室68および
圧力制御室55内の燃料圧が低下する。圧力制御室55内の
燃料圧が低下すると溢流弁31の円錐面41aに作用する燃
料圧によってロッド50および溢流体31がただちに第1図
および第2図において右方に移動し、溢流弁31が弁シー
ト部40から離れて溢流体31が即座に開弁する。溢流弁31
が開弁すると燃料加圧室15内の高圧の燃料が燃料溢流路
49および加圧燃料導入室42を介して第1燃料溢流室43内
に噴出する。
Next, the electric charge charged to the piezoelectric element 67 is discharged to stop the fuel injection.
67 contracts. As a result, since the piston 63 is raised by the spring force of the compression spring 71, the fuel pressure in the variable volume chamber 68 and the pressure control chamber 55 decreases. When the fuel pressure in the pressure control chamber 55 decreases, the rod 50 and the overflow fluid 31 immediately move to the right in FIGS. 1 and 2 due to the fuel pressure acting on the conical surface 41a of the overflow valve 31. The spilled fluid 31 is immediately opened when the valve 31 is separated from the valve seat portion 40. Overflow valve 31
When the valve opens, the high-pressure fuel in the fuel pressurizing chamber 15
The fuel is injected into the first fuel overflow chamber 43 through the pressurized fuel introduction chamber 49 and the pressurized fuel introduction chamber 42.

次いで加圧燃料導入室42内の燃料圧が溢流弁31の開弁
圧まで低下すると溢流弁31が閉弁し、斯くして燃料加圧
室15内の燃料圧は溢流弁31の開弁圧に維持される。とこ
ろで前述したように溢流弁31の開弁圧は燃焼室内の圧力
よりも高く設定されており、従って環状燃料通路19内の
燃料圧は燃焼室内の圧力よりも高くなっている。従って
燃焼室内の燃焼ガスがノズル口3を介して環状燃料通路
19内に流入するのが阻止される。また、溢流弁31が開弁
すると燃料加圧室15内の燃料圧が急激に低下するために
環状燃料通路19内の燃料全体が燃料加圧室15に向けて移
動するが燃料加圧室15内の燃料圧が溢流弁31の開弁圧ま
でしか低下しないために環状燃料通路19内の圧力はさほ
ど低下せず、斯くして微少な気泡が発生するのが阻止さ
れる。
Next, when the fuel pressure in the pressurized fuel introduction chamber 42 decreases to the valve opening pressure of the overflow valve 31, the overflow valve 31 closes, and thus the fuel pressure in the fuel pressurization chamber 15 is reduced by the overflow valve 31. The valve opening pressure is maintained. By the way, as described above, the valve opening pressure of the overflow valve 31 is set higher than the pressure in the combustion chamber, so that the fuel pressure in the annular fuel passage 19 is higher than the pressure in the combustion chamber. Therefore, the combustion gas in the combustion chamber passes through the nozzle port 3 through the annular fuel passage.
It is prevented from flowing into 19. Further, when the overflow valve 31 is opened, the fuel in the annular fuel passage 19 moves toward the fuel pressurizing chamber 15 because the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 rapidly decreases. Since the fuel pressure in 15 decreases only to the opening pressure of the overflow valve 31, the pressure in the annular fuel passage 19 does not decrease so much, and the generation of minute bubbles is prevented.

また、溢流弁31が開弁すると第1燃料溢流室43内の燃
料圧が上昇し、この燃料圧がニードル背圧室24内に加わ
る。その結果、ニードル7が急速に閉弁せしめられるた
めに良好な燃料の噴射切れを確保することができる。
When the overflow valve 31 is opened, the fuel pressure in the first fuel overflow chamber 43 increases, and this fuel pressure is applied to the needle back pressure chamber 24. As a result, since the needle 7 is rapidly closed, good fuel injection can be ensured.

一方、溢流弁31を開弁するためにピエゾ圧電素子67が
収縮せしめられて可変容積室68の燃料圧が低下せしめら
れたときに可変容積室68の燃料圧が燃料流入通路77(第
6図)内の燃料圧よりも低くなれば逆止弁72を介して低
圧の燃料が可変容積室68内に補給される。
On the other hand, when the piezoelectric element 67 is contracted to open the overflow valve 31 and the fuel pressure in the variable volume chamber 68 is reduced, the fuel pressure in the variable volume chamber 68 is reduced by the fuel When the fuel pressure becomes lower than the fuel pressure in the figure, low-pressure fuel is supplied into the variable volume chamber 68 via the check valve 72.

次いでプランジャ12が更に下降するとプランジャ12の
外周面上に形成された円周溝26が燃料供給ポート20およ
び燃料ポート21に連通する。このとき燃料加圧室15内の
燃料がプランジャ12内に形成された燃料逃し孔27および
円周溝26を介して燃料供給ポート20および燃料ポート21
内に排出される。次いでプランジャ12が上昇して上端位
置まで戻り、再び下降を開始する。
Next, when the plunger 12 is further lowered, the circumferential groove 26 formed on the outer peripheral surface of the plunger 12 communicates with the fuel supply port 20 and the fuel port 21. At this time, the fuel in the fuel pressurizing chamber 15 is supplied to the fuel supply port 20 and the fuel port 21 through the fuel escape hole 27 and the circumferential groove 26 formed in the plunger 12.
Is discharged into Next, the plunger 12 moves up, returns to the upper end position, and starts lowering again.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

燃料噴射停止時に燃料加圧室内の燃料圧を急激に低下
させるが或る一定圧までしか低下させないことによって
ニードル周りの燃料通路内に燃焼ガスが流入するのを阻
止することができ、しかもニードル周りの燃料通路内に
微少な気泡が発生するのを阻止することができる。ま
た、本発明では溢流弁を付勢するばねのばね力を外部か
ら調節することができるのでユニットインジェクタが組
立てられた後に溢流弁の開弁圧を正規の開弁圧に正確に
調節することができる。
When the fuel injection is stopped, the fuel pressure in the fuel pressurized chamber is rapidly reduced, but is reduced only to a certain constant pressure, so that the combustion gas can be prevented from flowing into the fuel passage around the needle. The generation of minute bubbles in the fuel passage can be prevented. Further, in the present invention, since the spring force of the spring for urging the overflow valve can be adjusted from the outside, the opening pressure of the overflow valve is accurately adjusted to the normal opening pressure after the unit injector is assembled. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は第5図のI−I線に沿ってみたユニットインジ
ェクタの側面断面図、第2図は第1図の一部の拡大側面
断面図、第3図は溢流弁の先端部の拡大側面断面図、第
4図は第5図のIV−IV線に沿ってみた側面断面図、第5
図は第1図のV−V線に沿ってみた側面断面図、第6図
は第1図および第8図のVI−VI線に沿ってみた側面断面
図、第7図は第1図の平面図、第8図は第1図のVIII−
VIII線に沿ってみた平面断面図である。 3……ノズル口、7……ニードル、 12……プランジャ、15……燃料加圧室、 28……圧縮ばね、31……溢流弁。
FIG. 1 is a side sectional view of the unit injector taken along the line II of FIG. 5, FIG. 2 is an enlarged side sectional view of a part of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged side sectional view taken along line IV-IV of FIG. 5, FIG.
1 is a side sectional view taken along line VV in FIG. 1, FIG. 6 is a side sectional view taken along line VI-VI in FIGS. 1 and 8, and FIG. FIG. 8 is a plan view, and FIG.
It is the plane sectional view seen along the VIII line. 3 ... Nozzle port, 7 ... Needle, 12 ... Plunger, 15 ... Fuel pressurizing chamber, 28 ... Compression spring, 31 ... Overflow valve.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機関により駆動されるプランジャと、燃料
で満たされかつプランジャにより加圧される燃料加圧室
と、燃料加圧室内の燃料圧に応動して該燃料圧が予め定
められた圧力を越えたときに開弁するニードルと、燃料
加圧室内の燃料を溢流させる燃料溢流通路と、アクチュ
エータによって駆動されかつ該燃料溢流通路内に配置さ
れた溢流弁とを具備し、該溢流弁が閉弁しているときに
は燃料加圧室内の燃料圧が該溢流弁を開弁させる方向に
作用しており、該溢流弁が該アクチュエータにより閉弁
状態に保持されているときに燃料噴射が行われるユニッ
トインジェクタにおいて、上記溢流弁をばねによって常
時閉弁方向に付勢するようにし、ユニットインジェクタ
ハウジングの外部から該ばねのばね力を調節可能なばね
力調節ねじを該ハウジングに取付けたユニットインジェ
クタ。
A plunger driven by an engine, a fuel pressurization chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and a fuel pressure which is responsive to a fuel pressure in the fuel pressurization chamber, is set to a predetermined pressure. A needle that opens when the pressure exceeds the pressure limit, a fuel overflow passage that overflows fuel in the fuel pressurization chamber, and an overflow valve that is driven by an actuator and disposed in the fuel overflow passage. When the overflow valve is closed, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber acts in a direction to open the overflow valve, and the overflow valve is kept closed by the actuator. In a unit injector where fuel injection is sometimes performed, the overflow valve is normally urged in a valve closing direction by a spring, and a spring force adjusting screw capable of adjusting the spring force of the spring from outside the unit injector housing is provided. C Unit injector attached to managing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6015965U (en) * 1983-07-13 1985-02-02 日産自動車株式会社 fuel injection control device
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